ES3045791T3

ES3045791T3 - Method of inspecting and monitoring a fiber termination

Info

Publication number: ES3045791T3
Application number: ES20846769T
Authority: ES
Inventors: Richard V Campbell
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2020-01-27
Publication date: 2025-11-28
Anticipated expiration: 2040-01-27
Also published as: KR20220038420A; WO2021021244A1; AU2020321099A1; AU2020321099B2; EP4004401A4; CA3146283A1; DK4004401T3; US11592353B2; US20210033487A1; EP4004401A1; EP4004401B1; KR102868212B1

Abstract

Un sistema para monitorear el rendimiento de un elemento de tracción multifilamento donde una parte de los filamentos está oculta dentro de una terminación. La invención proporciona un sistema de monitoreo que permite al usuario determinar cuándo uno o más filamentos se han degradado hasta un punto preocupante. En algunas implementaciones, el sistema de monitoreo se basa en la inspección visual y, en otras, está automatizado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0003] Método de inspección y monitorización de una terminación de fibra

[0005] REFERENCIAS CRUZADAS A SOLICITUDES RELACIONADAS

[0007] Esta patente reivindica el beneficio de prioridad de una solicitud de patente provisional de EE. UU. presentada anteriormente con número de serie asignado 62/881,213. La solicitud provisional menciona al mismo inventor.

[0009] DESCRIPCIÓN

[0011] 1. Campo técnico

[0013] La presente invención se refiere al campo de los miembros de resistencia a la tracción. Más específicamente, la invención comprende una terminación para un cable sintético de múltiples hilos que incorpora funciones de inspección y monitorización.

[0015] 2. Antecedentes de la técnica

[0017] Una aplicación significativa de la presente invención es el campo de los miembros sintéticos de múltiples hilos de resistencia a la tracción. Los miembros de resistencia a la tracción deben estar conectados generalmente a otros componentes para que sean útiles. Un cable flexible supone un buen ejemplo. El cable debe incluir generalmente algún tipo de accesorio en los extremos para que pueda transmitir una carga. Por ejemplo, un cable utilizado en un montacargas generalmente incluye un gancho de elevación en su extremo libre. Este gancho de elevación puede ser amarrado a una carga. El conjunto de un accesorio en los extremos y la parte del cable a la que está conectado se denomina generalmente "terminación".

[0019] Los enfoques de la técnica anterior para añadir una terminación se explican detalladamente en las patentes de EE. UU. de propiedad común n.° 7,237,336; 8,048,357; 8,236,219 y 8,371,015. Los enfoques de la técnica anterior también se explican detalladamente en las patentes de EE. UU. de propiedad común con n.° de solicitud 13/678,664 y 15/710,692.

[0021] El documento US 2015/315743 A1 describe dispositivos y métodos para cargar un cable con el fin de crear una distribución deseada de la carga entre los hilos que componen el cable. Las terminaciones de los hilos se aplican a los hilos del cable. Las terminaciones de los hilos se conectan a un colector para crear una terminación general del cable. Se permite que la relación entre cada terminación de hilo y el colector "flote" mientras se tensa el cable y se determina una relación espacial adecuada entre cada tensor de hilo y el colector.

[0023] El documento US 2019/178734 A1 describe un cable que incluye un módulo de cable inteligente integrado. El módulo incluye un paquete de instrumentos integral. El módulo incluye, además, un sistema de determinación de posición y un procesador integrado. El procesador determina una ubicación actual en el espacio del módulo basándose en la información que recibe. A continuación, esta información de posición se transmite a un receptor externo.

[0025] La presente invención es particularmente aplicable a cables que incorporan filamentos sintéticos avanzados de alta resistencia (también conocidos como "fibras"). Se utilizan muchos materiales diferentes para estos filamentos. Entre ellos se incluyen DYNEEMA (polietileno de peso molecular ultraalto), SPECTRA (polietileno de peso molecular ultraalto), T<e>C<h>NORA (aramida), TWARON (p-fenileno tereftalamida), KEVLAR (fibra sintética para-aramida), VECTRAN (una fibra hilada a partir de polímero de cristal líquido), PBO (poli(p-fenileno-2,6-benzobisoxazol)), fibra de carbono y fibra de vidrio (entre muchos otros). En general, los filamentos individuales tienen un grosor inferior al del cabello humano. Los filamentos son muy fuertes en tensión, pero no son muy rígidos. Tienden también a tener una fricción de superficie baja. Estos hechos hacen que tales filamentos sintéticos sean difíciles de manejar durante el proceso de añadir una terminación y difíciles de organizar. La presente invención es particularmente aplicable a terminaciones fabricadas con filamentos de alta resistencia, por razones que se explicarán en el texto descriptivo que se indica a continuación.

[0027] Los expertos en la materia saben que los cables fabricados con filamentos sintéticos tienen una gran variedad de estructuras. La mayoría de estos cables tienen una estructura trenzada, tejida o entrelazada en la que se unen múltiples hilos entre sí. Los hilos se ensamblan generalmente en un todo como: (1) una estructura totalmente paralela encerrada en una cubierta hecha de un material diferente, (2) una construcción "trenzada" helicoidal, o (3) una construcción más compleja de múltiples hélices, múltiples trenzas o alguna combinación de hélices y trenzas.

[0029] A lo largo de esta descripción, se utilizarán cables como ejemplo de un miembro de resistencia a la tracción. Sin embargo, la invención no debe considerarse limitada a los cables. El término "miembro de resistencia a la tracción" o "miembro de tracción" abarca los cables y los subcomponentes de los cables, como los hilos. Se remite al lector a la patente de EE. UU. de propiedad común n.° 8,371,015 para obtener descripciones más detalladas sobre la aplicación de un accesorio a un subcomponente de un cable más grande. También se remite al lector a las patentes de EE. UU. de propiedad común n.° 8,371,015 y 9,835,228 en relación con métodos para terminar un cable de múltiples hilos y a la patente de EE. UU. de propiedad común con n.° de solicitud 14/693,811 y 15/831,755 para los mismos. La invención también abarca estructuras sin cables destinadas a soportar cargas en tensión.

[0031] El lector debe tener en cuenta que muchos términos se utilizan de forma inconsistente en el campo de los miembros de resistencia a la tracción. Por ejemplo, el término "cable" se utiliza a menudo para referirse a un miembro flexible de resistencia a la tracción fabricado con un bobinado helicoidal de componentes más pequeños. El término "cuerda" se utiliza a menudo para referirse a un miembro de resistencia a la tracción con una estructura trenzada o tejida (en lugar de una estructura helicoidal). Un ejemplo común de esta inconsistencia en la terminología es "cuerda de alambre". La cuerda de alambre está formada por un bobinado helicoidal de alambres de acero. Cabría esperar que esta configuración se denominara "cable", y a veces se denomina así, pero lo más habitual es que se denomine simplemente "cuerda de alambre".

[0033] Del mismo modo, el término "anclaje" debe entenderse en sentido amplio para abarcar prácticamente cualquier cosa que pueda fijarse a una cuerda o cable. Se puede fijar un solo anclaje a todo el cable. En otros casos, se puede fijar un anclaje a cada trenza (u otro subgrupo) de un cable, de modo que un solo extremo de un cable tenga varios anclajes. Estos múltiples anclajes se suelen reunir mediante uno o más componentes adicionales. En esta descripción, dicho componente de reunión se denomina "colector". Un anclaje suele incluir algún elemento o elementos que facilitan su fijación, como un gancho o un eje roscado. Estos elementos son convencionales y no se han ilustrado con detalle en muchas de las realizaciones descritas.

[0035] Lo más habitual es fijar un anclaje a un hilo mediante encapsulado. El anclaje incluye una cavidad interna configurada para recibir una longitud de filamentos extendidos, normalmente una longitud desde el extremo de un hilo. El compuesto de encapsulado líquido se introduce en los filamentos extendidos dentro de la cavidad mediante una amplia variedad de métodos. Estos incluyen: (1) "pintar" o humedecer de otro modo los filamentos con compuesto de encapsulado y, a continuación, deslizar el anclaje hasta su posición sobre los filamentos pintados, (2) colocar los filamentos extendidos en la cavidad y, a continuación, verter el compuesto de encapsulado, (3) prehumedecer los filamentos en un molde separado diseñado para humedecer los filamentos, y (4) inyectar compuesto de encapsulado a presión en la cavidad. Independientemente de cómo se introduzca el compuesto de encapsulado, los filamentos extendidos permanecen dentro de la cavidad mientras el compuesto de encapsulado se endurece. Una vez endurecido, el resultado es un enclavamiento mecánico entre el "tapón" de material sólido reforzado con filamentos y la cavidad. La tensión aplicada al hilo se transferirá al anclaje a través de la interferencia mecánica. La carga de todos los anclajes de todos los hilos se transmite normalmente a través de un colector a algún componente externo.

[0037] Sin embargo, el lector debe tener en cuenta que un anclaje puede fijarse a un hilo utilizando métodos distintos al encapsulado. Un ejemplo adicional es el uso de un enclavamiento mecánico de "punta y cono" entre un hilo y un anclaje. Esta invención no se limita al encapsulado ni a ningún otro enfoque.

[0039] Los cables fabricados con filamentos sintéticos ofrecen un rendimiento superior al de los cables de acero. Por ejemplo, la relación resistencia-peso de un cable sintético es considerablemente mayor que la de un cable de acero. Sin embargo, la falta de criterios significativos de inspección y retirada es un impedimento para la adopción de cables sintéticos, particularmente en aplicaciones con grandes cargas. Los cables sintéticos son ideales para aplicaciones grandes y críticas en las que el potencial ahorro de peso compensa el coste adicional. Algunos ejemplos incluyen: amarras para buques y plataformas marinas, eslingas de elevación industriales, soportes de pluma, colgantes estructurales de ingeniería civil, y líneas de elevación y cabrestantes para equipos de gran tamaño.

[0041] Cuando se aplica una terminación a un cable, la integridad de los hilos tanto dentro de la terminación como justo fuera de la terminación es fundamental. La mayoría de las terminaciones están diseñadas para ser estructuras cerradas (útiles para proteger los filamentos dentro y excluir rocas y otros contaminantes). La naturaleza cerrada impide la inspección visual de los hilos que componen el cable. Tradicionalmente, no ha habido una buena manera de evaluar el estado del cable en estas áreas fundamentales.

[0043] En el caso de un cable de filamentos sintéticos de gran tamaño, la inspección visual por parte de un inspector de miles a millones de filamentos similares a pelos dentro o alrededor de la terminación es muy subjetiva. La falta de métodos de inspección fiables y prácticos sigue siendo un problema para los cables sintéticos.

[0045] La presente invención proporciona un sistema de terminación para un cable fabricado con hilos sintéticos avanzados. El sistema de la invención crea un método de inspección significativo y práctico para dichos cables.

[0047] COMPENDIO DE LA INVENCIÓN

[0049] La presente invención comprende un sistema para monitorizar el rendimiento de un miembro tensado de múltiples hilos en el que una parte de los hilos queda oculta dentro de una terminación. La invención proporciona un sistema de monitorización que permite al usuario determinar cuándo uno o más de los hilos se han degradado hasta un punto preocupante. En algunas realizaciones, el sistema de monitorización depende de la inspección visual y, en otras realizaciones, el sistema de monitorización está automatizado.

[0050] La invención se explica en el conjunto de reivindicaciones adjuntas.

[0052] BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0054] La FIG. 1 es una vista en perspectiva que muestra una terminación realizada según la presente invención.

[0055] La FIG. 2 es una vista en perspectiva de despiece que muestra la configuración de la FIG. 1 con los restrictores de curvatura retirados.

[0056] La FIG. 3 es una vista en perspectiva que muestra la adición de bandas.

[0057] La FIG. 4 es una vista en perspectiva que muestra la adición de marcas de referencia.

[0058] La FIG. 5 es una vista en alzado detallada que muestra la configuración de la FIG. 4.

[0059] La FIG. 6 es una vista en alzado detallada que muestra la configuración de la FIG. 4 después de que un solo hilo se haya deslizado con respecto a los demás hilos.

[0060] La FIG. 7 es una vista en alzado que muestra la adición de un collar frangible moldeado.

[0061] La FIG. 8 es una vista en alzado seccional que muestra la adición de un collar frangible moldeado.

[0062] La FIG. 9 es una vista en alzado que muestra el funcionamiento del collar frangible.

[0063] La FIG. 10 es un diagrama de bloques que muestra los componentes de monitorización y comunicación utilizados con el collar frangible.

[0064] La FIG. 11 es una vista en perspectiva que muestra un colector utilizado para terminar un cable de múltiples hilos. La FIG. 12 es una vista en alzado que muestra una realización en la que se utiliza un equipo óptico de medición de distancia para monitorizar los hilos.

[0065] La FIG. 13 es una vista en alzado que muestra una realización en la que se utiliza un equipo óptico de medición de reflectancia para monitorizar los hilos.

[0066] La FIG. 14 es una vista en alzado que muestra la configuración de la FIG. 13 con la adición de una cubierta de colector.

[0067] La FIG. 15 es una vista en alzado que muestra el uso de un conductor frangible para monitorizar los hilos.

[0068] La FIG. 16 es una vista en alzado que muestra el uso de un conductor frangible para monitorizar los hilos.

[0069] La FIG. 17 es una vista en alzado que muestra el uso de un conductor frangible para monitorizar los hilos.

[0070] La FIG. 18 es una vista en alzado que muestra un sistema de detección de desplazamiento configurado para monitorizar el cable en su conjunto.

[0071] La FIG. 19 es una vista en alzado que muestra un sistema de detección de desplazamiento configurado para monitorizar el cable en su conjunto.

[0072] La FIG. 20 es una vista en alzado que muestra el uso de collares de hilos situados fuera de la guía/cubierta de hilos.

[0073] La FIG. 21 es una vista en alzado que muestra el uso de collares de hilos situados fuera de la guía/cubierta de hilos.

[0075] NÚMEROS DE REFERENCIA EN LOS DIBUJOS

[0077] 12 hilo

[0078] 18 anclaje

[0079] 54 terminación

[0080] 55 ojo

[0081] 57 envoltura

[0082] 60 hilo

[0083] 62 colector

[0084] 64 tuerca

[0085] 106 mitad de restrictor de curvatura

[0086] 108 orificio de montaje

[0087] 110 receptor

[0088] 112 receptor de abrazadera

[0089] 114 perno

[0090] 116 región de inspección

[0091] 118 brida de perno

[0092] 120 abrazadera de banda

[0093] 122 banda

[0094] 124 banda de marcado

[0095] 126 saliente de perno

[0096] 128 segmento de banda de marcado

[0097] 130 collar frangible moldeado

[0098] 132 carcasa electrónica

[0099] 134 indicador

[0100] 136 hueco

[0101] 138 circunferencia

[0102] 140 enganche de hilo

[0103] 142 fractura

[0104] 144 anillo conductor

[0105] 146 procesador

[0106] 147 receptor

[0107] 148 memoria

[0108] 150 módulo de R/F

[0109] 151 sensor óptico de distancia

[0110] 152 módulo de sensor

[0111] 153 anillo reflector

[0112] 154 guía/cubierta de hilo

[0113] 155 elemento de restricción lateral

[0114] 156 puerto

[0115] 158 sensor óptico

[0116] 159 cubierta

[0117] 160 banda

[0118] 161 ojo

[0119] 162 cableado

[0120] 163 cubierta de colector

[0121] 164 puerto de datos

[0122] 166 conductor frangible

[0123] 168 pasador transversal

[0124] 170 tubo guía

[0125] 172 guía

[0126] 174 conector

[0127] 176 transductor de desplazamiento

[0128] 178 cable sensor

[0129] 180 collar de sujeción

[0130] 182 collar de hilo

[0131] 184 región divergente

[0132] 186 disposición de cable normal

[0134] DESCRIPCIÓN DE REALIZACIONES

[0136] Los componentes y métodos de la invención son aplicables a muchos miembros y terminaciones diferentes de resistencia a la tracción. Las siguientes descripciones se refieren a un tipo específico de terminación. Este tipo es un ejemplo y no debe considerarse limitativo.

[0138] La FIG. 1 muestra un conjunto de terminación configurado para incorporar la presente invención. Un cable sintético de múltiples hilos atraviesa el interior de la envoltura 57 y las dos mitades 106 unidas del restrictor de curvatura. Las dos mitades unidas del restrictor de curvatura se sujetan en su lugar mediante una serie de abrazaderas de banda 120. Los hilos del cable se introducen en el interior de la terminación 54. En este ejemplo, cada hilo tiene un anclaje fijado a su extremo y todos los anclajes están fijados a un colector dentro de la terminación. La terminación concreta que se muestra incluye un ojo transversal 55. Se pasa un pasador a través de este ojo para fijar la terminación a una horquilla u otra estructura.

[0140] En este ejemplo, el lector apreciará cómo la estructura mostrada protege los hilos sintéticos del cable. Esta protección es importante, ya que este tipo de cable se instala a menudo en entornos hostiles. Por ejemplo, un cable de este tipo puede ser un colgante de pluma que soporta la carga de una gran pluma en una grúa de dragalina. Sin embargo, el blindaje del cable también dificulta la rápida inspección del cable. Los hilos individuales del cable pueden deslizarse o incluso romperse sin que el estado sea visible en la vista de la FIG. 1. Por lo tanto, el conjunto está diseñado para poder abrirse y permitir la inspección.

[0142] La FIG. 2 muestra el mismo conjunto con las dos mitades 106 del restrictor de curvatura retiradas para revelar la región de inspección 116. Las mitades del restrictor de curvatura se retiran quitando todas las abrazaderas de banda 120. Se retira un grupo de pernos adicionales 114 de las bridas 118 de los pernos y de los salientes 126 de los pernos. También se retiran los pernos adicionales (no mostrados) que unen la envoltura 57 a los receptores de pernos 110 de las mitades 106 del restrictor de curvatura. Una vez retirados estos elementos de fijación, se pueden inspeccionar los hilos trenzados del propio cable.

[0144] En la FIG. 3, se han añadido bandas circunferenciales 122 al cable en la región de inspección 116. La FIG. 4 muestra el mismo conjunto con la adición de bandas de marcado 124 a intervalos periódicos. Las bandas de marcado se aplican al exterior de los hilos del cable de manera que se cree preferiblemente un borde afilado en la región marcada. La superficie exterior del cable es compleja, debido a la naturaleza de la construcción trenzada. Las bandas de marcado pueden añadirse mediante pulverización, impresión, pintura o cualquier otro método adecuado. La presencia de las bandas de marcado permite al inspector detectar más fácilmente cualquier cambio en la construcción del cable. Dicho cambio es, en la mayoría de los casos, el resultado de (1) la deformación longitudinal o (2) el desgaste del sistema en su conjunto. La capacidad de medir con precisión el desplazamiento desde una referencia fija es muy útil para llevar a cabo la inspección de un cable.

[0146] La banda de marcado se añade preferiblemente después de que el cable se haya "asentado" mediante una carga inicial y, preferiblemente, mientras el cable está sometido a una carga aproximadamente comparable a la carga que experimentará en el campo. Este enfoque elimina los fenómenos de desplazamiento que se producen cuando el cable se afloja.

[0148] La FIG. 5 muestra una vista en alzado detallada de una de las bandas de marcado 124. La banda de este ejemplo es un anillo orientado perpendicularmente al eje central del cable. Los expertos en la materia sabrán que la superficie exterior del cable es bastante compleja. Los hilos 60 están trenzados de manera que "se sumergen" en el interior de la estructura, donde no son visibles, y vuelven a aparecer en un punto posterior. Esto crea una superficie compleja que varía ligeramente a lo largo de la longitud del cable. Por lo tanto, la banda de marcado 124 solo parece recta y uniforme cuando se observa desde el punto de vista mostrado en la FIG. 5. Sin embargo, este punto de vista es muy útil para la inspección. Es posible medir el desplazamiento lineal desde una referencia fija (como la brida del perno 118) hasta una parte concreta de la banda de marcado 124. Si uno de los hilos se desliza con respecto a sus vecinos, el desplazamiento de una parte de la banda de marcado 124 resaltará.

[0150] La FIG. 6 muestra esta condición. En la FIG. 6, el hilo 126 deslizado se ha desplazado longitudinalmente con respecto a sus vecinos. El segmento de banda de marcado 128 destaca, ya que ahora ya no está alineado con el resto de la banda de marcado 124. La inclusión de la banda de marcado permite una rápida inspección visual para detectar un problema que no sería evidente sin el marcado. Un inspector también puede medir la cantidad de deslizamiento en comparación con una referencia fija, como la brida de perno 118.

[0152] Es posible proporcionar marcados más complejos que la simple banda mostrada. Se pueden añadir líneas curvas u onduladas en lugar de un simple anillo perpendicular. Además, es posible marcar los hilos individuales para que se pueda inspeccionar una posición de un hilo concreto a lo largo de la longitud de la región de inspección 116.

[0154] Las FIG. 7-10 muestran otro ejemplo, que no forma parte de la invención reivindicada, del sistema de marcado que adopta un enfoque diferente. La FIG. 7 muestra la adición del collar frangible moldeado 130 al cable. La carcasa electrónica 132 se proporciona como parte del collar frangible moldeado. Contiene un paquete de instrumentación. El indicador 134 se coloca en una posición adecuada. El indicador puede adoptar diversas formas. A modo de ejemplo, el indicador puede ser una luz que se ilumina en diferentes colores: verde para indicar un estado satisfactorio y rojo parpadeante para indicar un problema.

[0156] La FIG. 8 proporciona una vista en alzado seccional a través del collar frangible moldeado. Un enfoque consiste efectivamente en moldear el collar frangible en su lugar. El molde produce una circunferencia 138 exterior lisa. La parte interior fluye sobre los diversos hilos. En determinadas zonas, el material de moldeo se adhiere a los hilos. Estas zonas se denominan enganches 140 de hilo.

[0158] Se proporciona un hueco 136. En este ejemplo, la carcasa electrónica 132 se encuentra próxima al hueco 136. La carcasa electrónica puede fijarse como parte del proceso de moldeado o puede añadirse posteriormente. La elección del material para el collar frangible moldeado es importante. El material seleccionado tiene preferiblemente las siguientes características: (1) Es eléctricamente conductor, al menos en cierta medida; (2) Crea una unión superficial suficientemente fuerte en los enganches 140 de hilo; y (3) Es lo suficientemente frágil como para romperse cuando un hilo se desliza.

[0160] Se pueden utilizar muchos materiales para ello. Un ejemplo es un uretano frágil con filamentos conductores añadidos. Los componentes electrónicos de monitorización pueden hacer pasar una pequeña corriente alrededor del anillo de uretano frágil y monitorizar la caída de tensión resultante. La FIG. 9 muestra el collar frangible moldeado 130 después de que el hilo deslizado 126 se haya desplazado longitudinalmente de sus vecinos. Se ha producido una fractura 142 en el collar frangible. Esta fractura será leída por los componentes electrónicos de monitorización como un aumento sustancial de la caída de tensión o como un circuito abierto completo.

[0162] Los componentes electrónicos de monitorización pueden adoptar muchas formas. La FIG. 10 muestra otro ejemplo, que no forma parte de la invención reivindicada, de este equipo. El módulo de sensor 152 monitoriza la resistencia eléctrica alrededor del anillo conductor 144 formado por el collar frangible moldeado 130. La salida del módulo de sensor se envía al procesador 146. La memoria 148 asociada almacena el software y los datos utilizados por el procesador. El indicador 134 también es accionado por el procesador. En este ejemplo, se proporciona un módulo de radiofrecuencia 150. Este módulo de R/F está configurado para comunicar el estado del anillo frangible a un dispositivo de monitorización externo. Se pueden colocar muchos sistemas de este tipo en una red de monitorización.

[0164] Una grúa de dragalina grande puede tener una docena o más de collares frangibles moldeados situados alrededor del aparejo. Se puede utilizar un procesador central para monitorizar el estado de todos estos collares y alertar a un supervisor si se detecta un problema. Una ventaja evidente de este enfoque es que las funciones de monitorización se pueden llevar a cabo sin necesidad de ningún desmontaje.

[0165] Las FIG. 11-12 muestran otra realización. La FIG. 11 proporciona una vista en perspectiva de un colector 62 que se utiliza para agregar los anclajes individuales en el extremo de cada hilo de un cable. El colector incluye múltiples receptores 147, cada uno de los cuales está configurado para recibir un anclaje (a menudo utilizando alguna pieza de hardware de interconexión).

[0167] El colector de la FIG. 11 incluye doce receptores separados, lo que lo hace adecuado para un cable de 12 hilos. La FIG. 12 muestra un cable que tiene solo tres hilos unidos a este colector 62. La representación de solo tres hilos proporciona simplicidad visual, aunque los componentes representados pueden utilizarse igualmente con un cable que tenga los 12 hilos. Se fija un anclaje 18 al extremo de cada cable 12 individual. Cada anclaje incluye un elemento de fijación para conectarlo al colector 62. En el ejemplo mostrado, el elemento de fijación es un perno roscado que se extiende desde el anclaje. Se enrosca una tuerca 64 en el extremo de este perno y se utiliza para fijar el anclaje al colector 62.

[0169] Se monta un anillo reflector 153 en un collar de hilo que está fijado a cada hilo 12, preferiblemente cerca del punto donde el hilo emerge del anclaje. Se montan sensores 151 ópticos de distancia en el colector. Cada sensor óptico de distancia está colocado y orientado para dirigir un haz hacia un anillo reflector 153 concreto. El sensor está configurado para medir con precisión la distancia al anillo reflector. Si se desplaza un hilo, el sensor detectará el desplazamiento.

[0170] Los sensores ópticos de distancia envían información a un paquete de instrumentación dentro del colector 62. La información recopilada por el paquete de instrumentación puede almacenarse localmente o transmitirse a un dispositivo de monitorización externo.

[0172] Es preferible que los instrumentos de medición 151, 153 se coloquen en una parte estable y recta del cable. Se proporciona un elemento de restricción lateral 155 para dificultar el movimiento lateral no deseado del cable y garantizar así la estabilidad de los hilos en la región de medición. El elemento de restricción lateral 155 a menudo formará parte de una cubierta más grande configurada para proteger los hilos y los anclajes próximos al colector, aunque esto no siempre es necesario.

[0174] Las FIG. 13 y 14 muestran otra realización más. En la versión de la FIG. 13, el elemento de restricción lateral 148 se incorpora como parte de la guía/cubierta 154 de hilos. En este ejemplo, esta cubierta es una pieza rígida que se conecta al colector 62. La guía/cubierta 154 de hilos incorpora una serie de puertos 156 radiales, cada uno de los cuales está configurado para montar un sensor óptico 158. Los puertos están colocados de manera que cada sensor óptico apunte a un hilo 12 concreto.

[0176] En este ejemplo, se imprime una banda 160 en cada hilo. El sensor óptico de este ejemplo tiene un emisor y un detector. El detector mide la reflectancia de un hilo concreto. Si un hilo se desplaza longitudinalmente, entonces su banda 160 se moverá con respecto al sensor óptico situado para medirlo. El resultado será un cambio en la reflectancia medida.

[0178] Todos los sensores ópticos 158 de este ejemplo están conectados por cable a un paquete de instrumentación contenido dentro de la carcasa electrónica 132. La información recopilada por los sensores ópticos puede almacenarse localmente o transmitirse a un dispositivo de monitorización externo.

[0180] La FIG. 14 proporciona una vista exterior del ejemplo de la FIG. 13. Los puertos 156 y los canales del cableado están cubiertos por una cubierta 159 duradera (posiblemente, simplemente un compuesto de encapsulado). Esto protege la integridad de los dispositivos contenidos. La cubierta 163 de colector se fija al colector. Esta cubierta estructural incluye un ojo de carga 161 configurado para transmitir una carga externa.

[0182] Se proporciona un puerto de datos 164 para que se pueda conectar un sistema de monitorización al dispositivo. Este puerto de datos también puede proporcionar carga a las fuentes de energía renovable contenidas dentro de la carcasa electrónica 132. El indicador 134 proporciona una indicación visual externa del estado de los hilos dentro de la terminación. Como simple ejemplo, puede incluir LED verdes, amarillos y rojos. En este ejemplo, un LED verde indica un estado normal. Un LED amarillo indica que se ha detectado un deslizamiento de algunos hilos. Un LED rojo indica que uno o más hilos se han deslizado más allá de un máximo predeterminado.

[0184] Las FIG. 15 y 16 muestran otra realización más. En este ejemplo, los anclajes 18 se fijan de nuevo a los hilos 12. A continuación, estos anclajes se fijan al colector 62. En este ejemplo, se pasa un pasador transversal 168 a través de cada hilo próximo al anclaje 18. Un conductor frangible 166 conecta el extremo expuesto de cada pasador a un punto fijo del anclaje o del colector. El pasador en sí es conductor. Se hace pasar una pequeña corriente a través de cada conjunto de dos conductores frangibles y el pasador transversal de unión.

[0186] El conductor frangible está configurado para romperse cuando el hilo al que está fijado experimenta un nivel determinado de desplazamiento. En este ejemplo, cuando un hilo se desplaza longitudinalmente, empuja su pasador transversal 168 alejándolo de su anclaje correspondiente y rompe uno de los dos conductores frangibles conectados al pasador transversal. Un circuito eléctrico de monitorización detecta la rotura como un circuito abierto y utiliza este hecho para detectar un fallo.

[0188] La FIG. 17 muestra una variación de la realización de las FIG. 15-16. En este último ejemplo, se pasa un tubo guía 170 transversalmente a través de cada hilo. Se pasa un único conductor frangible 166 desde un primer punto fijo a través de todos los tubos guía y luego a un segundo punto fijo. Un conector 174 conecta cada extremo del único conductor frangible 166 a un circuito de monitorización. Se proporcionan varias guías 172 para dirigir el conductor frangible. El desplazamiento longitudinal de cualquier hilo individual romperá el conductor frangible y el circuito eléctrico de monitorización detectará la rotura.

[0190] Las FIG. 18 y 19 muestran realizaciones configuradas para monitorizar el deslizamiento del cable en su conjunto, en lugar del deslizamiento de un hilo individual. En el ejemplo de la FIG. 18, un único cable sensor 178 se pasa transversalmente a través del tejido del cable en su conjunto. Los dos extremos libres del cable sensor están anclados en un transductor 176 de desplazamiento. A medida que el cable se alarga, se detecta y se comunica el desplazamiento. Es preferible que la cantidad de desplazamiento se "ponga a cero" cuando se carga el cable inicialmente, de modo que el ajuste y la holgura del cable se eliminen de las mediciones de distancia.

[0192] La FIG. 19 muestra un enfoque diferente. El collar de sujeción 180 está fijado firmemente al cable justo fuera de la guía/cubierta 154 de hilos. Un cable sensor 178 pasa desde el collar de sujeción hasta el transductor 176 de desplazamiento. Se pueden utilizar múltiples cables sensores alrededor del perímetro del collar de sujeción. El collar de sujeción se mueve con el cable. Cualquier desplazamiento longitudinal del cable en su conjunto se detecta a través del movimiento del collar de sujeción.

[0194] El collar de sujeción de este ejemplo puede ser un collar dividido que se sujeta mecánicamente al cable. También puede estar encapsulado en el cable para formar una unión segura. Además, se pueden pasar pasadores o puntas transversales desde el collar de sujeción a través del cable para fijarlos mejor al cable.

[0196] Las FIG. 20 y 21 muestran otra realización más, configurada para monitorizar el desplazamiento individual de los hilos en un punto exterior a la guía/cubierta de hilos. La FIG. 20 muestra el conjunto con la guía/cubierta 154 de hilos representada como una línea discontinua. Se fija un collar de hilo 182 a cada hilo individual, fuera de la guía/cubierta 154 de hilos. Los collares de hilos pueden ser collares divididos que se fijan mediante elementos de sujeción. También pueden estar encapsulados en su posición. La invención no depende de ningún método de fijación en particular.

[0197] La FIG. 21 muestra el mismo conjunto con la guía/cubierta 154 de hilos representada en líneas sólidas. Se proporciona un transductor 176 de desplazamiento para cada collar de hilo 182. En este ejemplo, los transductores de desplazamiento están fijados a la guía/cubierta 154 de hilos. Cada transductor de desplazamiento está conectado al collar de hilo mediante un cable sensor. En una realización modificada, cada collar de hilo incluye un par de cables sensores que conducen a un par de transductores de desplazamiento.

[0199] Empleando este enfoque, se puede monitorizar el desplazamiento lineal de cada hilo individual. Las lecturas iniciales de "puesta a cero" se realizan preferiblemente cuando el cable se carga inicialmente, de modo que se pueda tener en cuenta con precisión el "ajuste del cable" y el fenómeno de eliminación de la holgura.

[0201] En el contexto de esta divulgación, el término "sensor de desplazamiento" pretende incluir cualquier dispositivo o conjunto de dispositivos que pueda detectar el movimiento de un hilo en relación con algún otro punto. Los ejemplos incluyen:

[0203] 1. Un sensor óptico que detecta un desplazamiento a través de un cambio en la reflectancia, como se muestra en la FIG. 13;

[0204] 2. Un sensor óptico que utiliza luz coherente para medir una distancia a un reflector en un collar de hilo;

[0205] 3. Un sensor ultrasónico;

[0206] 4. Un sensor mecánico, como un LVDT; y

[0207] 5. Un sensor mecánico que utiliza un carrete con resorte y una línea de conexión que se desenrolla y se enrolla.

[0208] Cada hilo individual tiene un eje de hilo, es decir, una línea central del hilo que discurre paralela a la dirección instantánea del hilo. La trayectoria de la mayoría de los hilos varía, de modo que el eje del hilo se curva. La medición del desplazamiento que suele ser de mayor interés es la que es paralela al eje del hilo. En algunas realizaciones, el valor cuantitativo del desplazamiento es importante, y se prefiere un sensor de desplazamiento que pueda medir con precisión un valor cuantitativo. En otros casos, solo es necesario saber que un hilo se ha "deslizado" a lo largo del eje del hilo más allá de un umbral definido. En estos casos, se puede utilizar un sensor de desplazamiento cualitativo.

[0209] Aunque la descripción anterior contiene detalles significativos, no debe interpretarse como una limitación del alcance de la invención, sino más bien como una ilustración de las realizaciones preferidas de la invención.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un sistema de monitorización para un cable compuesto por múltiples hilos (12) sintéticos, que comprende:

(a) estar conectados dichos múltiples hilos (12) sintéticos a un colector (62);

(b) pasar dichos múltiples hilos (12) desde una región divergente próxima a dicho colector (62) a una disposición (186) de cable normal distal a dicho colector (62);

(c) una pluralidad de collares (182) de hilos, en donde cada uno de dichos collares (182) de hilos está fijado a uno de dichos hilos (12) dentro de dicha región divergente; y

(d) una pluralidad de sensores de desplazamiento (151), estando configurado cada uno de dichos sensores de desplazamiento (151) para medir un desplazamiento de uno respectivo de dichos collares (182) de hilos.

2. El sistema de monitorización para un cable según se indica en la reivindicación 1, que comprende, además:

(a) un anclaje (18) fijado a un extremo de dichos hilos (12) y en donde dicho anclaje (18) está conectado a dicho colector (62).

3. El sistema de monitorización para un cable según se indica en la reivindicación 1 o 2, que comprende, además, una guía/cubierta (154) de hilos que rodea dichos hilos (12) en dicha región divergente.

4. El sistema de monitorización para un cable según se indica en la reivindicación 3, en donde dicha guía/cubierta (154) de hilos está fijada a dicho colector (62).

5. El sistema de monitorización para un cable según se indica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende, además:

(a) una pluralidad de anclajes (18), en donde cada uno de dichos anclajes (18) está fijado a un extremo de uno de dichos hilos (12); y

(b) cada uno de dichos anclajes (18) está conectado a dicho colector (62).

6. El sistema de monitorización para un cable según se indica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde dicho sensor de desplazamiento (151) es un sensor óptico (158).

7. El sistema de monitorización para un cable según se indica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde:

(a) cada uno de dichos hilos (12) tiene un eje de hilo; y

(b) dicho desplazamiento medido por cada uno de dichos sensores de hilo se produce a lo largo de dicho eje de hilo de uno en particular de dichos hilos (12).

8. El sistema de monitorización para un cable según se indica en la reivindicación 4, en donde cada uno de dichos sensores de desplazamiento (151) está fijado a dicha guía/cubierta (154) de hilo.

9. El sistema de monitorización para un cable según se indica en la reivindicación 8, en donde cada uno de dichos sensores de desplazamiento (151) mide un desplazamiento entre dicha guía/cubierta (154) de hilo y uno de dichos collares (182) de hilos.

10. El sistema de monitorización para un cable según se indica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde cada uno de dichos sensores de desplazamiento (151) mide un desplazamiento entre dicho colector (62) y uno de dichos collares (182) de hilos.